
Έλληνας καθηγητής εξηγεί γιατί δεν έπεσε από τα 7,4 Ρίχτερ στην Ταϊβάν ο ουρανοξύστης των 101 ορόφων – Ποιο είναι το μυστικό στην κατασκευή του.
Η Ταϊβάν «χόρεψε» χθες στον σεισμό των 7,4 Ρίχτερ, στον ισχυρότερο σεισμό που έχει ποτέ ζήσει μετά το 1999. Εννέα άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους και περισσότεροι από 1.000 τραυματίστηκαν.
Μέσα στο χάος και τα απόκοσμα πλάνα με τα κτίρια που είχαν πάρει κλίση, το ψηλότερο οικοδόμημα της Ταϊβάν, ο ουρανοξύστης Taipei 101, αξίας 1,8 δισεκατομμυρίων δολαρίων φάνηκε σαν ένα κλαρί που κουνιέται απαλά στο αεράκι. Με ύψος περίπου στα 510 μέτρα το κτίριο είναι έτσι φτιαγμένο ώστε να μειώνεται 40% η ταλάντωσή του σε περίπτωση σεισμών και θυελλωδών ανέμων.
Στο εσωτερικό του ουρανοξύστη κρέμεται από τον 92ο όροφο μια χρυσή σφαίρα βάρους 660 τόνων, ο αποκαλούμενος «συντονισμένος αποσβεστήρας μάζας». Εάν ο άνεμος ή η δύναμη ενός σεισμού σπρώξει τον πύργο προς τα δεξιά, η σφαίρα θα παράσχει μια άμεση και ίση δύναμη προς τα αριστερά, ακυρώνοντας την αρχική κίνηση. Έτσι αν και ο ουρονοξύστης ταλαντεύεται εν τέλει δεν πέφτει. Επίσης υδραυλικά έμβολα κάτω από την τεράστια σφαίρα απορροφούν και διοχετεύουν την ενέργεια ως θερμότητα.
Έλληνας επιστήμονας εξηγεί
Ο καθηγητής δομικής δυναμικής στο City, University of London, δρ. Αγαθοκλής Γιαραλής περιέγραψε στην Daily Mail την σφαιρική συσκευή σαν εκκρεμές.
«Αυτή η χαλύβδινη σφαίρα στηρίζεται σε μηχανήματα που έχουν σχεδιαστεί για να αποσβένουν τη σχετική κίνηση ταλάντωσης μεταξύ της δομής και της σφαίρας, λειτουργώντας όπως τα αμορτισέρ στις αναρτήσεις των αυτοκινήτων» είπε.
Αν και φαίνεται παράξενο να βλέπεις ένα κτίριο να ταλαντεύεται, οι σύγχρονοι ουρανοξύστες είναι κατασκευασμένοι για να είναι ευέλικτοι, ειδικά σε σεισμογενείς ζώνες όπως η Ταϊβάν.
«Τα υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένοι είναι ελαστικά, πράγμα που σημαίνει ότι διαστέλλονται ή συστέλλονται ανάλογα με τα μεταβαλλόμενα φορτία που ασκούνται σε αυτά» είπε στη MailOnline ο καθηγητής Antony Darby του Τμήματος Αρχιτεκτονικής και Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Bath.
Το μέγεθος αυτής της παραμόρφωσης σε ένα μεμονωμένο στοιχείο (π.χ. μια δοκό ή μια κολώνα) είναι πολύ μικρό, αλλά όταν πολλαπλασιάζεται σε όλα τα στοιχεία ενός ψηλού κτιρίου, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές πλευρικές μετακινήσεις. «Αυτές οι κινήσεις δεν είναι επικίνδυνες για την ίδια την κατασκευή, αλλά, αν είναι υπερβολικές, μπορεί να γίνουν ιδιαίτερα ενοχλητικές για τους ενοίκους».
«Taipei 101», ένας ουρανοξύστης σαν βλαστός μπαμπού
Η κατασκευή του Taipei 101 ξεκίνησε το 1999 και ολοκληρώθηκε εγκαίρως την παραμονή της Πρωτοχρονιάς του 2004, οπότε και άνοιξε τελικά για το κοινό. Σχεδιάστηκε ώστε να μοιάζει με βλαστό μπαμπού που υψώνεται προς τα πάνω σε οκτώ τμήματα.
Σε κάθε όροφο τοποθετήθηκαν χαλύβδινα δοκάρια στήριξης που ξεκινούν από τον πυρήνα του κτιρίου και καταλήγουν στις εξωτερικές κολόνες του, ώστε να αυξηθεί η ακαμψία του πύργου. Ενώ άλλα ψηλά κτίρια κρατούν κρυμμένους τους συντονισμένους αποσβεστήρες μάζας, αυτός του Taipei 101 είναι ορατός στους επισκέπτες από τον 88ο έως τον 92ο όροφο, καθιστώντας τον τουριστικό αξιοθέατο. Μάλιστα σε προηγούμενους σεισμούς στην Ταϊβάν τουρίστες έχουν κινηματογραφήσει την κίνηση της σφαίρας!
«Η ετοιμότητα της Ταϊβάν στους σεισμούς είναι από τις πιο προηγμένες στον κόσμο. Το νησί έχει εφαρμόσει αυστηρούς οικοδομικούς κώδικες, ένα σεισμολογικό δίκτυο παγκόσμιας κλάσης και εκτεταμένες εκστρατείες εκπαίδευσης του κοινού για την ασφάλεια από τους σεισμούς» είπε ο Στίβεν Γκάο, σεισμολόγος και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Μιζούρι.
Πηγή: Το Βήμα
![]()
Και ένα βίντεο που περιγράφει την κατασκευή του κτιρίου.
Ωραίο θέμα, οι μηχανικοί εφαρμόζουν την Φυσική.
Να προσθέσω τα video :
Η μπάλα σταθεροποίησης την ώρα του σεισμού.
Ο ρόλος της μπάλας σταθεροποίησης.
Καλή συνέχεια.
Είναι εντυπωσιακή η μπάλα απόσβεσης Κώστα.
Σωστότερος όρος η μπάλα “απόσβεσης”, έχεις δίκιο.
Είναι όντως εντυπωσιακή. Πολύ ωραία ανάρτηση Αποστόλη..
Καλημέρα Αποστόλη. Ωραίο θέμα!
Είναι πάντως άξιο σκέψης, ότι ούτε απέναντι στους σεισμούς είμαστε όλοι ίσοι! Με 7,5R και έχουν ελάχιστες ζημιές. Η πλούσια ανατολή!
Πάντως δεν θα ήθελα να είμαι σε ένα κτίριο που να έχω μια σφαίρα βάρους 660 τόνων, πάνω από το κεφάλι μου 🙂
Καλημέρα Διονύση. Δυστυχώς είμαστε όλοι ίσοι μόνο απέναντι σε ένα αναπόφευκτο γεγονός…
Για το δεύτερο σχόλιό σου, ας πιστεύουμε στην επιστήμη και στις καλές πρακτικές της.
Ένα ακόμη ενδιαφέρον βίντεο και σε καλύτερα αγγλικά για την αποφυγή συντονισμού του ουρανοξύστη.
Καλησπέρα Αποστόλη. Συγχαρητήρια για το θέμα που επέλεξες!
Η φυσική που υπάρχει στην κατασκευή απόσβεσης των ταλαντώσεων του ουρανοξύστη είναι περίπου η εξής κατά τη γνώμη μου:
Ας υποθέσουμε ότι με νήμα κρατάμε μια σφαίρα στην κατακόρυφη θέση ισορροπίας. Αν κινήσαμε οριζόντια την άλλη άκρη του νήματος, π.χ να κάνει ταλαντώσεις Π.χ . συχνότητας 2Hz και μικρού πλάτους, η σφαίρα λόγω αδράνειας θα αντισταθεί και θα σκήσει δύναμη (τάση νηματος) που θα τη νιώσουμε στο χέρι μας. Ίση κατά μέτρο δύναμη θα δεχθεί και η σφαίρα, αλλά λόγω της μεγάλης μάζας της, θα κινηθεί ομόρροπα με το χέρι μας και θα αρχίσει να επιταχύνεται αργά.
Όταν αλλάξει η φορά κίνησης του χεριού μας, θα γίνουν ανάλογα πράγματα.
Θα έχουμε μια εξαναγκασμένη ταλάντωση της σφαίρας με τη συχνότητα του χεριού.
Μπορεί να είναι πολύ πιο σύνθετο το φαινόμενο αλλά στην περίπτωση αυτή λειτουργεί.
Νάσαι καλά.
Καλημέρα Πρόδρομε και σε ευχαριστώ. Η βασική ιδέα είναι αυτή που αναφέρεις, από εκεί και πέρα χρειάζεται σωστό “κούρδισμα”. Το 1909 ο γερμανός ναυπηγός Hermann Frahm κατασκεύασε μια συσκευή αποσβενύμενων ταλαντώσεων. Η ιδέα του βασίστηκε στην παρατήρηση ότι, ο συντονισμός ενός ταλαντωτή μπορούσε να είναι ασθενέστερος, αν προσαρμοζόταν σε αυτόν ένας μικρότερος ταλαντωτής. Αν η συχνότητα συντονισμού του δεύτερου ήταν η κατάλληλη, τα δύο συστήματα θα αλληλεπιδρούσαν έτσι ώστε τα πλάτη ταλάντωσης του πρώτου θα μειώνονταν δραματικά.
Στην περίπτωση του Taipei 101 η μπάλα κρέμεται από 8 ατσάλινα καλώδια διαμέτρου 8,9cm το καθένα και μήκους 42m. Το μέγιστο πλάτος ταλάντωσης της μπάλας είναι 1,5m.
Η μπάλα είναι συνδεδεμένη με 8 κύρια υδραυλικά αμορτισέρ μήκους 2m το καθένα
Στη βάση της υπάρχει ένα δαχτυλίδι διαμέτρου περίπου 60cm, συνδεδεμένο με 8 οριζόντια αμορτισέρ, το οποίο περιορίζει το πλάτος στη μέγιστη τιμή του 1,5m
Καλημέρα Αποστόλη. Ενδιαφέρουσες οι πληροφορίες.
Όπως λέει και ο Διονύσης, μας θυμίζει ότι ζούμε σε τριτοκοσμική χώρα…με αμόρφωτους ιθαγενείς χειροκροτητές διεφθαρμένων πολιτικών.
Ας μας πει το Υπουργείο της Αξιολόγησης, πότε έγινε αξιολόγηση στατικότητας στα σχολικά κτίρια. Στο δικό μου πάντως, δεν έχει γίνει ΠΟΤΕ.
Θα συμβεί ό,τι και με το ΤΡΑΙΝΟ, αλλά πολύ χειρότερο γιατί θα μιλάμε για παιδιά…
ΕΛΛΑΔΑ -2.0
Γεια σου Ανδρέα. Όπως λέει ο ποιητής και διηγώντας τα να κλαις.